10 февраля 1810 года в Одессе состоялось торжественное открытие театра. Проект создал Жан-Франсуа Тома де Томон. Он родился в 1760 году в Берне, обучался в Парижской академии архитектуры, в Риме посещал занятия во Французской академии.
В 1800 году Жан-Франсуа Тома де Томон приехал в Россию. Много работал в Петербурге. В 1803 году соотечественник зодчего, градоначальник Одессы – герцог де Ришелье, предложил ему заказы. Тогда же герцог обратился за позволением строительства театра. Ориентировочная смета им оценена в 20 тысяч рублей. В следующем году это право было дано. Работы продолжались 5 лет, а затраты превысили первоначальные расчеты.
По мнению В. Пилявского, «Тома де Томон не был знаком со спецификой строительства в Одессе и, поэтому, несмотря на хорошо найденный облик, в проектах не были учтены многие местные тонкости. При исполнении их в натуре особая роль принадлежала архитекторам, осуществлявшим строительство. Поэтому проектами Тома де Томона неизменно руководил Франческо Фраполли».
Это итальянский архитектор, уроженец Неаполя, который создал в Одессе много замечательных строений. В руководстве строительства принимал участие Виктор Яковлевич (Витторио Амадео) Поджио, как явствует из его имени, также итальянец.
Проект театра был следующим: шестиколонный ионический портик на высоком цоколе приставлен к простому прямоугольному объему здания; окна на главном фасаде отсутствовали — единственным проемом в стене был парадный вход. Проект осуществлен со значительными изменениями.
В день открытия театра русская труппа Порфирия Фортунатова поставила одноактную оперу Сергея Вязмитинова «Новое семейство» и водевиль Якова Княжнина «Траур, или Утешенная вдова». Регулярные спектакли начались в 1811 году, по контракту в театре работала труппа крепостных актеров князя Александра Шаховского.
Театр пережил несколько реконструкций. 2 января 1873 года пожар уничтожил храм Мельпомены.
«Месяца за два до пожара театр был заново ремонтирован, и ремонтировка его обошлась около 100000 р. Одесские театралы радовались, но радость их была непродолжительна. Часов в шесть утра 2-го января, возвращавшиеся из маскарада заметили дым над газовыми часами, стоящими на фронтоне театра под крышей. Скоро из циферблата повалил черными клубами дым; потом показалось пламя. Пожарные явились немедленно, но ничего не могли сделать. Деревянный потолок театра, покрытый промасленным холстом, вспыхнул, как свечка, и огромный огненный столб взвился к небу, В 8 часов крыша обвалилась внутрь здания; послышались взрывы газа, и скоро весь театр представлял исполинский костер, потушить который не было никакой возможности. Стены наклонились на внешние стороны, угрожая ежеминутно падением, так что пожарных пришлось отвести. Они работали с величайшим самоотвержением, и им удалось отстоять смежный с театром флигель и примыкающий к нему сарай, наполненный декорациями и сухим лесом. К полудню обрушился карниз, к вечеру части стен и верхушки колонн, Пламя было так сильно, что камень превратился в рыхлую массу, негодную даже для известки.
Пожар приписывают загоревшемуся газу. Трубки в некоторых местах были неплотны. Газ понемногу выходил и наполнил пространство под крышей и залу; потом, прикоснувшись к газовому рожку, освещавшему часы, вспыхнул и все загорелось.., Некоторые бросились в коридоры, в кассы и канцелярию, но едва успели спасти несколько бумаг и скамеек. Весь гардероб и музыкальные инструменты сгорели. Сам директор театра г-н Фалетти едва не погиб, потому что спросонья не мог сначала понять. что делается. Убыток огромный!»
Примечательно, что первой крупной работой Тома де Томона в Петербурге стала реконструкция Большого Каменного театра. Театр, по мнению современников, стал одним из лучших в Европе. Однако в 1811 году театр сгорел. А в 1813 году, обследуя здание, Жан-Франсуа Тома де Томон упал со стены и от полученных травм скончался.